Đồ án Hệ thống phun xăng điện tử EFI /TCCS
Đồ án tốt nghiệp: HỆ THỐNG PHUN
XĂNG ĐIỆN TỬ EFI /TCCS
MỤC LỤC
Nội dung
Trang
5A FE........................................................................................................... 11
2.4.1. Hệ thống TCCS.............................................................................. 11
2.4.2. Khối tín hiệu................................................................................... 12
2.5. KHỐI XỬ LÝ (ECU). .......................................................................... 21
2.5.1. Bộ ổn áp.......................................................................................... 21
2.5.3. Vi điều khiển. ................................................................................. 22
Hình 2.34. Hệ số tác dụng ........................................................................... 29
2.9.2. Mã chẩn đoán ................................................................................. 37
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.9.5. Chức năng an toàn.......................................................................... 39
do h·ng Toyota chÕ t¹o ............................................................................ 55
3.3.3. Các loại cổng kết nối...................................................................... 58
4.2.2. Kiểm Tra: ....................................... Error! Bookmark not defined.
KẾT LUẬN.................................................. Error! Bookmark not defined.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
PHẦN I
HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI /TCCS
2.1. KHÁI QUÁT HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ EFI/TCCS.
2.1.1. Ưu điểm của hệ thống phun xăng điện tử.
Hệ thống phun xăng có nhiều ưu điểm hơn bộ chế hòa khí là:
1) Dùng áp suất làm tơi xăng thành những hạt bụi sương hết sức
nhỏ.
2) Phân phối hơi xăng đồng đều đến từng xylanh một và giảm thiểu
xu hướng kích nổ bởi hòa khí loãng hơn.
3) Động cơ chạy không tải êm dịu hơn.
4) Tiết kiệm nhiên liệu nhờ điều khiển được lượng xăng chính xác,
bốc hơi tốt, phân phối xăng đồng đều.
5) Giảm được các khí thải độc hại nhờ hòa khí loãng.
6) Mômen xoắn của động cơ phát ra lớn hơn, khởi động nhanh hơn,
xấy nóng máy nhanh và động cơ làm việc ổn định hơn.
7) Tạo ra công suất lớn hơn, khả năng tăng tốc tốt hơn do không có
họng khuếch tán gây cản trở như động cơ chế hòa khí.
8) Hệ thống đơn giản hơn bộ chế hòa khí điện tử vì không cần đến
cánh bướm gió khởi động, không cần các vít hiệu chỉnh.
9) Gia tốc nhanh hơn nhờ xăng bốc hơi tốt hơn lại được phun vào
xylanh tận nơi.
10) Đạt được tỉ lệ hòa khí dễ dàng.
11) Duy trìđược hoạt động lý tưởng trên phạm vi rộng trong các
điều kiện vận hành.
12) Giảm bớt được các hệ thống chống ô nhiễm môi trường.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.2. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG PHUN XĂNG.
2.1.1. Phân loại theo điểm phun.
a. Hệ thống phun xăng đơn điểm (phun một điểm): Kim phun đặt ở
cổ ống góp hút chung cho toàn bộ các xi lanh của động cơ, bên trên
bướm ga.
b. Hệ thống phun xăng đa điểm (phun đa đểim ): mỗi xy lanh của
động cơ được bố trí 1 vòi phun phía trước xupáp nạp.
2.2.2. Phân loại theo phương pháp điều khiển kim phun.
a. Phun xăng điện tử: Được trang bị các cảm biến để nhận biết chế độ
hoạt động của động cơ (các sensors) và bộ điều khiển trung tâm
(computer) để điều khiển chế độ hoạt động của động cơ ở điều kiện
tối ưu nhất.
b. Phun xăng thủy lực: Được trang bị các bộ phận di động bởi áp lực
của gió hay của nhiên liệu. Điều khiển thủy lực sử dụng cảm biến
cánh bướm gió và bộ phân phối nhiên liệu để điều khiển lượng xăng
phun vào động cơ. Có một vài loại xe trang bị hệ thống này.
c. Phun xăng cơ khí: Được điều khiển bằng cần ga, bơm cơ khí và bộ
điều tốc để kiểm soát số lượng nhiên liệu phun vào động cơ.
2.2.3. Phân loại theo thời điểm phun xăng .
a. Hệ thống phun xăng gián đoạn: Đóng mở kim phun một cách độc
lập, không phụ thuộc vào xupáp. Loại này phun xăng vào động cơ
khi các xupáp mở ra hay đóng lại. Hệ thống phun xăng gián đoạn
còn có tên là hệ thống phun xăng biến điệu.
b. Hệ thống phun xăng đồng loạt: Là phun xăng vào động cơ ngay
trước khi xupáp nạp mở ra hoặc khi xupáp nạp mở ra. Áp dụng cho
hệ thống phun dầu.
c. Hệ thống phun xăng liên tục: Là phun xăng vàoống góp hút mọi
lúc. Bất kì lúc nào động cơ đang chạy đều có một số xăng được
phun ra khỏi kim phun vào động cơ. Tỉ lệ hòa khí được điều khiển
bằng sự gia giảm áp suất nhiên liệu taị các kim phun. Do đó lưu
lượng nhiên liệu phun ra cũng được gia giảm theo.
2.2.4. Phân loại theo mối quan hệ giữa các kim phun.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
a. Phun theo nhóm đơn: Hệ thống này, các kim phun được chia thành
2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên. Mỗi nhóm phun một lần vào
một vòng quay cốt máy.
b. Phun theo nhóm đôi: Hệ thống này, các kim phun cũng được chia
thành 2 nhóm bằng nhau và phun luân phiên.
c. Phun đồng loạt: Hệ thống này, các kim phun đều phun đồng loạt
vào mỗi vòng quay cốt máy. Các kim được nối song song với nhau
nên ECU chỉ cần ra một mệnh lệnh là các kim phun đều đóng mở
cùng lúc.
d. Phun theo thứ tự : Hệ thống này, mỗi kim phun một lần, cái này
phun xong tới cái kế tiếp.
2.3. KẾT CẤU CỦA HỆ THỐNG PHUN XĂNG ĐIỆN TỬ LOẠI D
(không có cảm biến lưu lương gió).
Ngày nay hầu hết các động cơ xăng đều sử dụng hệ thống phun xăng
thay cho bộ chế hòa khí. Các hang xe lớn như Toyota, Daewoo, Hon da,
Ford… đều phát triển các công nghệ phun xăng để đạt hiệu quả tối ưu nhất.
Khái quát hệ thống phun xăng điện tử: khi động cơ hoạt động với nhiệt
độ và tải trọng bình thường, hiệu suất cháy tối ưu của nhiên liệu xăng đạt
được khi tỉ lệ không khí/nhiên liệu là: 14,7/1. Khi động cơ lạnh hoặc khi tăng
tốc đột nghột thì tỉ lệ đó phải thấp hơn có nghĩa nhiên liệu đậm đặc hơn. Hoặc
khi động cơ hoạt động ở vùng cao, không khí loãng hơn thì tỉ lệ không
khí/nhiên liệu lại phải cao hơn (nhiều không khí hơn). Các hoạt động đó được
ECU thu nhận và điều khiển chính xác.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Hình 2.1. Khái quát hệ thống phun xăng D EFI.
• Nhiên liệu có áp suất cao từ thùng xăng đến kim phun nhờ vào một
bơm xăng đặt trong thùng xăng hoặc gần đó. Nhiên liệu được đưa qua
bầu lọc trước khi đến kim phun.
• Nhiên liệu được đưa đến kim phun với áp suất cao không đổi nhờ có bộ
ổn áp. Lượng nhiên liệu không được phân phối đến họng hút nhờ kim
phun được quay lại thùng xăng nhờ một ống hồi xăng.
Hệ thống điều khiển điện tử phun xăng:
• Bao gồm các cảm biến động cơ, ECU, khối lắp ghép kim phun và dây
điện.
• ECU quyết định việc cung cấp bao nhiêu nhiên liệu cần th iết cho động
cơ thông qua các tín hiệu phát ra từ các cảm biến .
• ECU cấp tín hiệu điều khiển kim p hun chính xác theo thời gian : Xác
định độ rộng của xung đưa đến kim phun hoặc thời gian phun để tạo ra
một tỷ lệ xăng/không khí thích hợp.
Hệ thống EFI/TCCS:
Vꢀi công nghệ mꢁy tí nh điều khiển trên động cơ ôtô , hệ thống EFI đi tꢂ
việc đơn giản chꢃ là điêù khiển phun xăng đến việc tích hꢄp thêm cꢁ c bộ phꢅn
điều khiển khꢁc:
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
• Điꢀu khiꢁn đꢂnh lꢃa (ESA): Hệ thống EFI/TCCS điều chỉnh góc đánh
lửa theo điều kiện hoạt động tức thời của động cơ , tính toán hợp lý thời
gian đánh lửa và kéo dài tia lửa điện với thời gian lý tưởng nhất.
• Điꢀu khiꢁn tꢄc đꢅ không tꢆi (ISC): EFI/TCCS điều chỉnh tốc độ không
tải bởi ECU. ECU kiểm tra điều kiện hoạt động của động cơ để đưa ra
phương thức điều khiển tới van điện từ đóng mở mạch không tải.
• Tuꢇn hoꢈn khꢉ xꢆ (EGR): Đưa một phần khí xả quay trở lại buồng đốt
để hòa với khí nạp nhằm mục đích giảm nồng độ chất gây ô nhiễm môi
trường NOx. Điều khiển ứng dụng trên thông qua một van khóa chân
không đặt trên ống nạp , cung cấp thông tin cho ECU để có quyết định
mở van hồi lưu khí xả hay không .
• Các hꢊ thꢄng liên quan : Điều khiển số tự động , hệ thống cảm biến ,
điều hòa không khí, cung cấp điện, tự chẩn đoán kiểm tra phát hiện lỗi
của động cơ…
2.4. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN TỬ EFI/TCCS TRÊN ĐỘNG CƠ
5A FE.
2.4.1. Hệ thống TCCS.
Là hệ th ống điều khiển điện tử theo chuẩn TCCS của hãng Toyota.
TCCS được viết tắt: (Toyota computer control system) hiểu là hệ thống điều
khiển động cơ tổng hợp bằng máy tính trên xe Toyota.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Hình 2.2. S¬ ®å tæng qu¸t khèi ®iÒu khiÓn.
2.4.2. Khối tín hiệu.
Khèi nµy bao gåm c¸c c¶m biÕn cã nhiÖm vô cung cÊp th«ng tin vÒ t×nh
tr¹ng cña ®éng c¬ cho ECU. Sử dụng cảm biến để thu nhận các biến đổi về
nhiệt độ, sự chuyển dịch vị trí của các chi tiết, độ chân không…Chuyển đổi
thành các dạng tín hiệu điện mà có thể lưu t rữ trong bộ nhớ, truyền đi, so
sánh.
1. Cảm biến vị trí bướm ga.
Hình 2.3.Cấu tạo cảm biến vị trí bướm ga.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Cảm biến có một trục quay gắn trên đó là một đĩa có rãnh xoắn chân
ốc.Trục quay được lai với trục quay của bướm ga. Khi trục này quay sẽ làm
đĩa xoắn ốc quay đẩy dần cực E2 đến tiếp xúc với cực PSW hoặc IDL nằm ở
hai đầu của rãnh xoắn ốc.
Hình 2.4. Kết nối cảm biến vị trí bướm ga.
Cảm biến có nhiệm vụ xác định chế độ không tải và có tải của động cơ.
Cực IDL khi được đóng mạch với E2 dòng điện sẽ đi từ bộ ổn áp 5V hoặc
12V về E2 ra mát(-) gây ra sụt áp tại cực IDL, có nghĩa một chân vào/ra của
vi điều khiển nối với IDL sụt áp theo (về mức thấp: 0). Sẽ mô tả tín hiệu
bướm ga đóng (động cơ chạy không tải). Tương tự cực PSW khi đóng mạch
với E2 sẽ cho tín hiệu mở bướm ga hết cỡ (động cơ chạy toàn tải). Hai cực
IDL, PSW luôn có một trong hai mức tín hiệu đóng/tắt. Với loại cảm biến này
nhận thấy khi IDL đóng mạch với E 2 thì bướm ga hé mở một góc nhỏ 1,5º và
khi PSW đóng mạch với E2 thì góc mở bướm ga là 70º. Nhận thấy khi bướm
ga trong khoảng giữa hai cực IDL và PSW thì tín hiệu đưa vào ECU ở hai cực
đó là đồng mức nhau nên không thể xác định được góc mở bướm ga
. ECU
phải dựa vào một cảm biế n chân không và cảm biến nhiệt độ khí nạp để xác
định lưu lượng không khí đưa vào họng hút.
ECU sử dụng thông tin tꢂ cực IDL, PSW để biết::
a. Chế độ động cơ: Chế độ không tải (bưꢀm ga đóng). Chế độ toàn
tải (bưꢀm ga mở rộng).
b. Công tắc quạt làm mát và các tác động phát ra khi bướm ga mở
rộng.
c. Điều chỉnh tỷ lệ nhiên liệu/không khí.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Hình 2.5. Đặc tính của tín hiệu cảm biến vị trí bướm ga.
2. Cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Hình 2.6. Cấu tạo và đặc tính của cảm biến nhiệt độ nước làm mát.
Cảm biến nhiệt độ nước làm mát là một biến trở nhiệt. Dòng điện qua
biến trở tỷ lệ với nhiệt độ. Cực THW nối với bộ nguồn 5V hoặc 12V. Luôn có
một dòng điện chạy từ cực THW đến cực E2 ra mát (cực âm). Khi nhiệt độ
tăng điện trở của biến trở giảm, cường độ dòng điện chạy qua biến trở tăng
lên gây sụt áp tại cực THW và E2. Do cảm biến mắc song song với bộ chuyển
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
đổi tương tự sang số (ACD) nên tín hiệu mà bộ vi điều khiển nhận được sẽ mô
tả đúng dạng tín hiệu mà cảm biến gửi đến.
Khi động cơ khởi động lạnh các chi tiết chuyển động ma sát vời nhau
trong động cơ không giãn nở đều, bơm dầu cũng chưa kịp chuyển dầu đến các
bộ phận đó làm tăng ma sát. Động cơ rất khó khởi động làm thoát ra không
khí một lượng khí thải độc hại, do vậy phải làm đậm đặc nhiên liệu trong hỗn
hợp cháy giúp động cơ dễ khởi động. Ngược lại khi động cơ quá nóng cũng
làm hư hỏng và bó cứng các chi tiết. Nhiệt độ thích hợp để động cơ hoạt động
82°C
Hình 2.7. Kết nối cảm biến nước làm mát
ECU sö dông tÝn hiÖu tõ c¶m biÕn nhiÖt n-íc lµm m¸t ®Ó ®-a ra c¸c
quyÕt ®Þnh:
a. BËt/t¾t qu¹t lµm m¸t.
b. Lµm ®Ëm/lo¶ng nhiªn liÖu.
c. Sö dông håi l-u khÝ x¶.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
3. Cảm biến tốc độ động cơ.
Hình 2.9. Cấu tạo và vị trí của cảm biến vận tốc trục cam.
Hình 2.10. Kết nối và tín hiệu của cảm biến vận tốc trục cam.
Cảm biến tốc độ động cơ (Ne) được đặt trong bộ đánh lửa, là loại cảm
biến điện từ, rôto có 24 răng đưa ra tín hiệu điện áp xoay chiều. Nhận thấy tùy
theo tốc độ của động cơ mà tín hiệu đưa ra thay đổi về tần số và biên độ của
dòng điện xoay chiều. Để xác định vận tốc trục cam tại thời điểm tức thời
ECU sẽ chỉ lấy 1 trong 2 thông số biến đổi là tần số hoặc biên độ của tín hiệu
gửi đi từ bộ cảm biến. Cảm biến vận tốc trục cam thường kết hợp với cảm
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
biến đánh lửa (G) có 4 răng. Nhận thấy từ biểu đồ tín hiệu của hai cảm biến
này cơ thể thấy ECU kiểm soát được hoạt động của động cơ sau 30º góc quay
của trục khuỷu.
ECU sử dụng tín hiệu từ cảm biến vận tốc trục cam để :
a. Điều khiển góc đánh lửa và thời gian tia lửa.
b. Tăng giảm độ rộng xung điều khiển kim phun.
c. Công tắc van không tải nhanh.
d. Số tự động.
4. Cảm biến nhiệt độ khí nạp.
Hình 2.11. Kết nối cảm biến nhiệt độ khí nạp.
Về bản chất cảm biến nhiệt độ khí nạp hoạt động giống như cảm biến
nhiệt độ nước làm mát. Việc xác định nhiệt độ khí nạp là cần thiết vì thay đổi
nhiệt độ sẽ dꢀn đến sự thay đổi áp xuất và mật độ của không khí . Vì không
khí sẽ đậm đặc hơn khi lạnh và loảng hơn khi nóng. Để xác định được độ đậm
đặc của không khí ở nhiệt độ hiện hiện tại , ECU sẽ tính toán dựa vào hai dữ
liệu đưa vào là: nhiệt độ khí nạp, độ chân không tại họng hút.
Tín hiệu tꢂ cảm biến nhiệt độ khí nạp đưꢄc ECU sử dụng để:
a. Điều khiển kim phun nhiên liệu làm đậm/loảng nhiên liệu.
b. Kết hợp với cảm biến chân không xác định lưu lượng khí nạp.
c. Van hồi lưu khí thải.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Hình 2.12. Đặc tính của tín hiệu cảm biến nhiệt độ khí nạp.
5. Cảm biến áp suất đường nạp .
Cảm biến chân không đ ược gắn thông với đường ống nạp . Sự thay đổi
áp xuất làm thay đổi điện áp giữa hai cực PIM và E2.
Hình 2.13. Kết nối cảm biến chân không.
ECU sử dụng tín hiệu cảm biến chân không để xꢁc đꢆnh tả i trꢇng cꢈa động
cơ qua đó:
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
a. Điều khiển kim phun.
b. Kết hợp với cảm biến nhiệt độ khí nạp xác định lưu lượng khí nạp.
Do khác với động cơ loại L có cảm biến xác định lưu lượng khí nạp. Động cơ
5A-FE không sử dụng cảm biến lưu lượng khí nạp mà thay vào đó là cả m
biến chân không và cảm biến nhiệt độ khí nạp: Thông tin từ hai cảm biến này
đủ để xác định được lượng không khí nạp vào theo một công thức gần đúng
sau :
Xét tại thời điểm tức thì coi như khối khí trong đường ống không chuyển
động.
P.V = R.T.m/µ trong đó :V – thể tích của đường ống nạp.
R – hằng số của chất khí. M – lượng khí. µ - khối lượng mol chất khí.
T – nhiệt độ chất khí. P – áp suất (P < 1atm).
=> m = P.V.µ/R.T
Nhꢅn thấy khối lưꢄng khí trong đường ống nạp chꢃ phụ thuộc vào ꢁp
suất P và nhiệt độ T. Cꢁc đại lưꢄng khꢁc đều là hằng số.
Hình 2.14. Đặc tính của tín hiệu cảm biến chân không.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
6. Cảm biến oxy.
Hình 2.15. Kết nối cảm biến oxy.
Cảm biến oxy được gắn trên đường ống xả , tiếp xúc trực tiếp với khí
xả động cơ. Chất xúc tác sẽ phản ứng với oxy có trong khí xả làm điện trở của
nó thay đổi. Tín hiệu điện áp đó giúp ECU biết được trong khí xả có dư nhiều
hay ít oxy. Biết rằng với tỷ lệ không khí /nhiên liệu là 14,7/1 oxy sẽ được đốt
hết trong qúa trình cháy ở buồng đốt . ECU sử dụng tín hiệu từ cảm biến oxy
để điều chỉnh tỉ lệ không khí /nhiên liệu.
Hình 2.16. Cấu tạo cảm biến oxy.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.5. KHỐI XỬ LÝ (ECU).
Khèi xö lý ECU là sự tập hợp của nhiều modul khác nhau :ổn áp,
mạch khuyếch đại, chuyển đổi Analog sang Digital và ngược lại, vi điều
khiển, thạch anh tạo dao động, mạch tách tín hiệu…Tất cả được tích hợp trên
một bo mạch cứng qua đó tín hiệu được truyền cho nhau với tốc độ nhanh
hơn tiết kiệm năng lượng hơn và ổn định .
2.5.1. Bộ ổn áp.
Máy phát điện và acquy trong ôtô cung cấp điện áp 12V không ổn định,
lúc cao hơn lúc thấp hơn. Chíp vi điều khiển và các cảm biến với những linh
kiện điện tử bán dꢀn cần điện áp nhỏ hơn và ổn định. Vì thế cần có một bộ ổn
áp cung cấp điện áp ổn định.
Người ta sử dụng IC ổn ꢁp để thực hiện việc này:
Hình 2.17. Mạch ổn áp dùng IC
2.5.2. Bộ chuyển đổi Analog/Digital (A/D).
Các hoạt động của động cơ thường rất nhanh , do vậy tín hiệu điều
khiển từ ECU truyền đi cũng phải tương ứng. Do vậy giải pháp truyền tín hiệu
trong hệ thống là truyền song song. Các cảm biến liên tục và đồng loạt gửi tín
hiệu đến ECU . Những tín hiệu có nhiều mức giá trị như nhiệt độ nước làm
mát, nhiệt dộ khí nạp , cảm biến oxy , vận tốc trục cam đều là tín hiệu dạng
tương tự… sẽ được chuyển đổi sang tín hiệu dạng số . Chíp vi điều khiển sử
dụng truyền tin dạng 8 bít. Ví dụ với tín hiệu từ cảm biến nhiệt độ nước làm
mát có dải điện áp thay đổi từ 0 - 5V ứng với nhiệt độ thay đổi từ 176ºF đến
0ºF sẽ có 256 mức tín hiệu, mỗi mức tương ứng với 5/256 = 0,0195Vol.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.5.3. Vi điều khiển.
Có rất nhiều họ vi điều khiển và do nhiều hãng chế tạo được sử dụng
trong ECU: General Instrument, Motorola, Dallas… Nhưng đều có nhiệm
vụ chung là xử lý tín hiệu gửi đến từ cảm biến và đưa ra cơ cấu chấp hành
theo một chương trình đã định sẵn. Chíp vi điều khiển trong ECU động cơ
5A FE có dạng hình thanh 42 chân vào/ra.
Hình 2.18. Vi điều khiển
Cấu tạo chung của vi điều khiển sẽ gồm có các chân vào/ra (I/O) để
nhận và truyền dữ liệu, CPU xử lý các phép toán cộng trừ nhân chia và các
phép toán logic. Ram để lưu các dữ liệu xử lý tức thời, PRom bộ ghi nhờ
trương chình do nhà sản xuất cài vào , cùng các đường các đường truyền dữ
liệu (BUS).
2.5.4. Chương trình điều khiển.
Chương trình điều khiển do nhà sản xuất nạp v ào trong bộ nhớ Rom
của vi điều khiển. Vi điều khiển dựa vào chương trình để xử lý tín hiệu và
điều khiển các bộ phận hoạt động. Chương trình thường được viết bằng hợp
ngữ sau khi được dịch sang dạng mã máy để vi điều khiển hiểu được sẽ được
nạp vào trong bộ nhớ PRom. Ví dụ tại chân I/O - P0.1 của vi điều khiển nối
với cực IDL xuất hiện mức bít 0 điều này có nghĩa bướm ga đóng, động cơ
chạy ở chế độ không tải. Ngay lập tức vi điều khiển sẽ truyền một bít cao 1
đến chân I/O - P2.1, chân này nối với bộ khuyếch đại điều khiển van điện từ
mở mạch không tải.
Move P2.1,#1
Thông thường vi điều khiển sẽ có hai phương thức để điều khiển các
hoạt động của các bộ phận. Một là dựa vào các sự kiện mới do cảm biến gửi
đến đển tiến hành ngắt ưu tiên các phục vụ mới. Hai là vi điều khiển sẽ liên
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
tục kiểm tra các hoạt động và nếu phát hiện cần ưu tiên phục vụ chức năng
nào sẽ phục vụ chức năng đó.
Tạo trễ: tùy theo hꢇ vi điều khiển mà có cꢁc công cụ tạo trễ hay bộ đꢆnh
thời khꢁc nhau. Nhưng về bản chất là việc cho vi điều khiển lặp đi lặp lại một
số hạn đꢆnh lệnh nào đó, mỗi lệnh vi điều khiển sẽ xử lý mất η giây. Tꢂ đó xꢁc
đꢆnh số lần lặp để có thời gian trễ hꢄp lý nhất .
2.5.5. Ý nghĩa các cực của ECU.
26 P
16 P
E01 #10 Sta Ox G - G1 Igf Igt Tha Pim Thw Nsw Egr
T
Act Ac2 Els Fc Cco Bat +b1
Eo2 #20 E1 Tsw E21 Ne Thg Idl Vcc Psw E2 Od Visc
Vf
Spd Ac1 Egw
W
+b
KÝ
Tªn Cäc ®Êu d©y
hiÖu
KÝ
Tªn Cäc ®Êu
d©y
hiÖu
Cùc ©m (-)
Cùc ©m (-)
§Õn gi¾c kiÓm tra
Eo1
Eo2
T
TÝn hiÖu c¶m biÕn
nhiÖt ®é khÝ n¹p
TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vßi phun nhiªn liÖu
TÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vßi phun nhiªn liÖu
TÝn hiÖu khëi ®éng
No10
No20
sta
tha
vcc
Nguån nu«i c¶m
biÕn ch©n kh«ng
Van kho¸ tuÇn
egr
hoµn khÝ x¶
TÝn hiÖu c¶m biÕn
vÞ trÝ b-ím ga
®ãng
TÝn hiÖu thêi ®iÓm ®¸nh löa
igt
E1
idl
TÝn hiÖu c¶m biÕn
nhiÖt ®é n-íc lµm
m¸t
M¸t ®éng c¬
Thw
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
TÝn hiÖu c¶m biÕn oxy trong khÝ th¶i
TÝn hiÖu c¶m biÕn vÞ trÝ b-ím ga më
Cùc ©m (-)
ox
E2
C¶m biÕn tèc ®é
Psw
spd
xe
§Õn r¬le ®iÒu
TÝn hiÖu c¶m biÕn ch©n kh«ng
pim
fc
khiÓn b¬m x¨ng
C«ng t¾c khíp
C«ng t¾c sè kh«ng
Nsw
A/c
nèi ®iÖn tõ A/C.
TÝn hiÖu ®iÒu
TÝn hiÖu håi tiÕp tØ lÖ kh«ng khÝ/nhiªn
khiÓn van ch©n
kh«ng t¶i nhanh
Vf
visc
liÖu
TÝn hiÖu tõ c¶m biÕn ®¸nh löa (®iÖn tõ
Nguån + B cho
ECU
G −
E21
G1
batt
W
4c¹nh)
TÝn hiÖu cho ®Ìn
Cùc ©m (-)
kiÓm tra
TÝn hiÖu tõ c¶m biÕn ®¸nh löa (®iÖn tõ
Nguån + B cho
ECU
+b1
4c¹nh)
TÝn hiÖu c¶m biÕn vËn tèc trôc cam ®Æt
Nguån + B cho
ECU
+b
Ne
trong bé chia ®iÖn.(®iÖn tõ 24 c¹nh)
TÝn hiÖu x¸c nhËn ®¸nh löa
§Ìn pha
igf
els
§Ìn b¸o nhiÖt ®é
cña chÊt xóc t¸c
chuyÓn ®æi.
C¶m biÕn nhiÖt ®é tuÇn hoµn khÝ x¶
thg
Egw
Khãa nhiÖt ®é n-íc
Tsw
act
cco
§Õn check
connector
C«ng t¾c sè kh«ng
od
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.6. KHỐI CƠ CẤU CHẤP HÀNH.
Bao gồm các kim phun, các rơle, công tắc điện từ, sử dụng điện áp 12V
và tiêu thụ công suất lớn hơn rất nhiều so với điện áp cung cấp từ cổng ra của
vi điều khiển.
Vi điều khiển đưa ra tín hiệu dạng xung để điều khiển cơ cấu chấp
hành. Tín hiệu đưa ra có điện áp không đáp ứng được công suất của thiết bị,
do vậy phải được đưa qua bộ khuyếch đại.
Nguyên tắc chung là vi điều khiển sẽ cung cấp 1 điện áp dạng xung đến
cực điều khiển Bazơ (B) của Tranzitor làm nó phân cực thuận, do đó xuất
hiện một dòng điện từ cực Emiter (E) đến cực Connecter (C). Dòng điện này
lớn hơn rất nhiều so với dòng điều khiển cung cấp từ vi điều khiển.
Hình 2.19. Sơ đồ khối điều khiển cơ cấu chấp hành.
Hệ thống mạch điện .
• Điều khiển kim phun nhiên liệu.
• Điều khiển đánh lửa.
• Điều khiển cơ cấu không tải.
• Các mạch điện của hệ thống cảm biến : nứơc làm mát, vị trí
bướm ga, cảm biến nhiệt khí nạp, cảm biến chân không, công
tắc nước làm mát
• Hệ thống cung cấp nhiên liệu.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
1. Điều khiển kim phun nhiên liệu.
Động cơ 5A-FE sử dụng kiểu phun nhiên liệu kiểu phun đồng thời.
Khóa điện
Kim phun điện
trở cao
Hình 2.20. Mạch điện điều khiển kim phun.
Các kim phun mắc song song với nhau. Do vậy chỉ cần cung cấp một
xung điều khiển thì tất cả các kim phun sẽ đồng loạt được kích hoạt. Cuộn
điện từ trong kim phun là loại kim phun điện trở cao (high resistance injector)
do vậy không cần sử dụng thêm điện trở kéo bên ngoài. Đo bằng đồng hồ vạn
năng xác định được điện trở của các kim phun là 23Ω.
Tồn tại hai loại điều khiển kim phun là : điều khiển bằng điện áp (voltage
controlled injector) và đềiu khiển bằng dòng điện (current controlled
injector) .
Điều khiển kiểu
Điều khiển kiểu
dòng điện
điện áp
Cuộn từ trở
Kim phun điện
trở thấp
Kim phun điện
trở cao
Kim phun điện
trở cao
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
A : Transistor đóng
B : Kim phun mở
Dòng
điện
(A)
Hình 2.31. Phản ứng của kim phun.
Nhận thấy khi điều khiển kiểu dòng điện với tín hiệu hồi tiếp đóng và
mở transistor ‘chắc’ hơn. Kim phun mở nhanh hơn và đóng ngay sau khi kết
thúc xung điều khiển.
2. Điều khiển đánh lửa.
Động cơ 5A-FE sử dụng hệ thống đánh lửa tích hợp trong bộ chia
điện : bao gồm bộ chia điện (sử dụng con quay chia điện), cảm biến vị trí tử
điển (G), cảm biến vận tốc trục cam, bôpin cao áp các bộ phận điều khiển bán
dꢀn khác, cùng với sự điều khiển của ECU. Các tín hiệu đánh lửa sớm do
ECU quyết định, do vậy không sử dụng điều khiển góc đánh lửa sớm bằng
chân không.
Hình 2.32. Mạch điều khiển đánh lửa.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Tại bộ chia điện có 7 đầu dây ra, bao gồm :
1) IGF (xác nhꢅn đꢁnh lửa): Sức điện động đảo chiều tạo ra khi dòng
điện trong cuộn sơ cấp bị ngắt sẽ làm cho mạch điện này gửi một
tín hiệu IGF đến ECU, nó sẽ biết được việc đánh lửa có thực sự
diễn ra hay không nhờ tín hiệu này.
2) IGT (thời điểm đánh lửa): ECU động cơ gửi một tín hiệu IGT đến
IC đánh lửa dựa trên tín hiệu từ cảm biến sao cho đạt được thời
điểm đánh lửa tối ưu.Tín hiệu IGT này phát ra chỉ ngay trước thời
điểm đánh lửa được tính toán bởi bộ vi xử lý, sau đó ắtt ngay.
Bugi sẽ phát tia lửa điện khi tín hiệu này tắt đi.
3) NE: Tín hiệu NE được ECU động cơ sử dụng để nhận biết tốc độ
động cơ. Tín hiệu NE được sinh ra trong cuộn dây nhận tín hiệu
nhờ roto. Roto tín hiệu NE có 24 răng. Nó kích hoạt cuộn dây
nhận tín hiệu NE 24 lần trong một vòng quay của bộ chia điện.
4) G-: Dây trung hòa của c ảm biến vận tốc trục cam và cảm biến tử
điểm hành trình xylanh.
5) G1: Tín hệiu G báo cho ECU biết góc trục khuỷu tiêu chuẩn.
Được sử dụng để xác định thời điểm đánh lửa và phun nhiên liệu
so với điểm chết trên (TDC) của mỗi xylanh.
6) Transistor công suất điề u khiển đóng cắt mạch cung cấp điện từ
acquy cho cuộn sơ cấp của bopin cao áp.
7) IG (-): Cực âm (-) của cuộn sơ cấp.
3. Điều khiển cơ cấu không tải.
Hệ thống ISC điều khiển tốc độ không tải bằng một van ISC để thay
đổi lượng khí đi tắt qua bướm ga phụ thuộc vào các tín hiệu từ ECU động cơ.
Động cơ 5A-FE sử dụng loại van điều khiển bằng hệ số tác dụng: Kết cấu của
loại van ISC này như hình vẽ. Khi dòng điện chạy qua do tín hiệu từ ECU
động cơ, cuộn dây bị kích thích và van chuyển động. Điều này sẽ thay đổi khe
hở giữa van điện từ và thân van, điều khiển được tốc độ không tải. (Tốc độ
không tải nhanh đưꢄc điều khiển bằng một van khí phụ). Trong hoạt động
thực tế, dòng điện qua cuộn dây được bật tắt khoảng 100lần/giây, nên vị trí
của van điện từ được xác định bằng tỷ lệ giữa thời gian dòng điện chạy qua so
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
với thời gian mà nó tắt (có nghĩa là hệ số tꢁc dụng). Nói theo một cách khác,
van mở rộng khi dòng điện chạy lâu hơn trong cuộn dây.
Từ lọc không khí
Từ ECU
Cuộn điện từ
Đến buồng nạp
ACV
Giảm
Tăng
Buồng nạp
Cảm biến
Bướm ga
as
Hình 2.33. Mạch điện nguyên lý cꢈa VISC
Hình 2.34. Hệ số tác dụng
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
4. Hệ thống cung cấp nhiên liệu.
Hệ thống cung cấp nhiên liệu có nhiện vụ tạo ra một áp suất thích hợp
của dòng xăng trong đường ống, cung cấp đến các kim phun.
Hình 2.35. Sơ đồ mạch cung cấp nhiên liệu.
Rơle mở mạch
Giắc kiểm tra
Bơm xăng
Rơle EFI chính
Transistor công
suất bơm xăng
Khóa điện
Accu
Hình 2.36. Mạch điện điều khiển bơm xăng.
⇒ Để bơm xăng không hoạt động khi chưa tiến hành khởi động. Tiến hành
nối cực âm của rơle điều khiển bơm xăng với cực FC của ECU. Khi ECU
nhận được tín hiệu từ cảm biến vận tốc trục cam (NE), sẽ đóng mạch hoạt
động rơle điều khiển bơm xăng.
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
2.7. CÁC THÔNG SỐ CỦA HỆ THỐNG EFI TRÊN ĐỘNG CƠ 5A FE.
2,7 – 3,1 kg/cm²
Áp suất nhiên
liệu qua ổn áp
Áp suất nhiên liệu
(38-44 psi, 265 – 304 kpa)
Điện trở
Gần 2,3 Ω
Lượng phun
46 – 49 cc / 15 giây
Kim phun
Chênh lệch lượng phun giữa 5 cc hoặc ít hơn một giọt /
các kim phun.
Đóng hoàn toàn
Giữa các cực
phút.
Bướm ga
1,5 ˚
Điện trở
Cảm biến vị trí
PSW – E2
IDL – E2
0
0
bướm ga
Nhiệt độ
Điện trở
Cảm biến
nhiệt độ khí
nạp
- 20˚C
0˚C
10 – 20 k Ω
4 – 7 k Ω
2 – 3 k Ω
20˚C
40˚C
0,9 – 1,3 k Ω
0,4 – 0,7 k Ω
0,2 – 0,4 k Ω
Cảm biến
nhiệt độ nước 60˚C
làm mát
80˚C
Cảm biến oxy Điện trở cuôn dây nhiệt
Van không tải Điện trở
Chú ý :
5,1 – 6,3 k Ω
37 – 44 k Ω
* Tất cả cꢁc điện ꢁp và điện trở đo đưꢄc cùng vꢀi mꢁy tính đã đưꢄc
kết nối.
* Chắc rằng điện ꢁp acquy 11V hoặc lꢀn hơn và khóa điện ở vꢆ trí
ECU
ON.
Cực
Điều kiện
Điện áp (V)
+ B – E1
Khóa điện vꢆ trí ON
10 - 14
+ B1 – E1
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
BATT – E1
IDL – E2
-
-
Bướm ga đóng
Bướm ga mở
5 V
5 V
ON
PSW – E2
No. 10 – E1
No. 20 – E1
ON
9 – 14 V
W – E1
Khi không có lỗi và động cơ chạy
9 – 14 V
PIM – E2
VCC – E2
THA – E2
THW – E2
A/C – E1
3,3 – 3,9 V
4,5 – 5,5 V
ON
Nhiệt độ không khí họng hút 20˚C 2,0 – 2,8 V
Nhiệt nước làm mát 80˚
ON Bật điều hòa
0,4 – 0,8 V
5 – 14 V
Không nối cực T – E1
Nối cực T – E1
4,5 – 5,5 V
> 0,5 V
T – E1
Điện trở
Tên cực
Điều kiện
Điện trở (Ω)
3 – 7 Ω
VCC – E2
THA – E2
THW – E2
G – G (-)
NE – G (-)
Nhiệt không khí 20˚C
Nhiệt nứơc làm mát
2 – 3 Ω
200 – 400 Ω
140 – 180 Ω
140 – 180 Ω
2.8. CHỨC NĂNG TỰ CHẨN ĐOÁN CỦA ECU.
1. Nguyên tắc của tự chẩn đoán.
ECU của xe tích hợp một hệ thống tự chẩn đoán cho phép báo ra các hư
hỏng của động cơ và các bộ phận khác mà không cần phải tháo rời các chi tiết
để kiểm tra . Điều đó thực hiện nhờ các cảm biến theo dꢁi tình trạng của xe ,
gửi tín hiệu đến ECU để so sánh với các thông số chính xác mà nhà sản xuất
đã tính toán từ trước. Nếu phát hiện sự sai khác hệ thống sẽ báo lỗi thông qua
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
một bóng đꢂn nháy sáng, hoặc đưa ra một mã chẩn đoán đã được lưu trong bộ
nhớ chương trình của vi điều khiển đến một thiết bị giao diện khác.
Ví dụ về tự chẩn đoán:
ví dụ 1:
Trên hình vẽ mô tả hệ thống tự chẩn đoán, tìm ra một xylanh trong
động cơ 4 xylanh không sinh công (nổ) khi đến thứ tự.
Biểu đồ xung phía trên mô tả vận tốc của trục cam ở chế độ không tải
do cảm biến cao tần ghi nhận được ngay tại thời điểm động cơ có máy sinh
công. Xylanh số 4 không sinh công tại thời điểm đó vận tốc của động cơ giảm
xuống là 600 vòng/phút. Vận tốc giảm 5 vòng/phút so với khi động cơ sinh
công.
Biểu đồ xung phía dưới ghi nhận tần số dao động tín hiệu của cảm biến
trục cam tại thời điểm đó bị kéo dài ra. Tín hiệu bất thường đó cho hệ thống
biết có một máy không sinh công.
Hình 2.37. Sử dụng mức tín hiệu để chẩn đoán.
Ngoài việc phát hiện hư hỏng nhưng quan trọng hơn phải biết được
nguyên nhân hư hỏng để sửa chữa. Để làm được điều đó hệ thống cần có them
các thong tin từ các cảm biến và bộ phận phát ra khác.
Động cơ bỏ mꢁy do cꢁc nguyên nhân:
TÀI LIỆU CHIA SẺ TRÊN DIỄN ĐÀN WWW.OTO-HUI.COM
Tải về để xem bản đầy đủ
62 trang
12/08/2024
490
Bạn đang xem 30 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Hệ thống phun xăng điện tử EFI /TCCS", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.
File đính kèm:
- do_an_he_thong_phun_xang_dien_tu_efi_tccs.pdf
